[發(fā)明專利]多區(qū)域異質(zhì)材料復(fù)合結(jié)構(gòu)溫?zé)釘D壓模及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810469827.5
• 申請(qǐng)日: 2018-05-16
• 公開（公告）號(hào): CN108817117B
• 公開（公告）日: 2020-04-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王華君;甘康康;陳更新;朱春東;劉修忠;劉松;李夢(mèng)璐
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué)
• 主分類號(hào): B21C25/02
• 分類號(hào): B21C25/02;B22F3/105;C22C33/02;B33Y10/00;B33Y80/00
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 唐萬榮

本發(fā)明公開了一種多區(qū)域異質(zhì)材料復(fù)合結(jié)構(gòu)溫?zé)釘D壓模，在模具軸向的方向上，將模具分為截面積不變區(qū)域和截面積減小圓角過渡處區(qū)域，其中，截面積不變區(qū)域和截面積減小圓角過渡處區(qū)域均為合金粉末通過增材制造技術(shù)制備而成；截面積不變區(qū)域用熱作模具鋼粉末通過增材制造技術(shù)制成；截面積減小圓角過渡區(qū)域采用碳化鎢或碳化鉻和自熔性合金粉末混合制備的復(fù)合材料粉末制成。本發(fā)明提出的多區(qū)域異質(zhì)材料復(fù)合結(jié)構(gòu)溫?zé)釘D壓模，可提高模具的綜合性能和使用壽命，并合理利用材料。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及擠壓模具技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種多區(qū)域異質(zhì)材料復(fù)合結(jié)構(gòu)溫?zé)釘D壓模及其制備方法。

背景技術(shù)

隨著汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展和國際市場(chǎng)競(jìng)爭的日益激烈，高性能、高精度、低成本以及節(jié)能降耗的汽車零部件制造與成形技術(shù)已成為汽車工業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)，也是提高產(chǎn)品競(jìng)爭力的最佳途徑。冷擠壓成形技術(shù)由于具有生產(chǎn)效率高、材料利用率高、成形零件尺寸精度高的優(yōu)點(diǎn)，因而廣泛應(yīng)用于凸輪軸、齒輪軸等重要汽車軸類零部件的生產(chǎn)。冷擠壓成形由于受到材料變形抗力和塑性的限制，變形程度有限，因此其應(yīng)用受到一定的限制。溫?zé)釘D壓成形技術(shù)作為一種在冷擠壓成形基礎(chǔ)上發(fā)展起來的塑性成形新技術(shù)，具有冷擠壓成形技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，突破了冷擠壓中零件形狀、零件材料、需增加中間熱處理工序及變形抗力的局限性，在國內(nèi)外受到了越來越廣泛的應(yīng)用。

在溫?zé)釘D壓成形過程中，由于坯料和模具之間存在非常高的滑動(dòng)速度和較高的溫度交換，并且在模具圓角過渡處特別是模具橫截面積大幅度減小的位置會(huì)產(chǎn)生非常大的正壓力，導(dǎo)致模具失效而使模具壽命降低。通常溫?zé)釘D壓成形過程中的模具失效分為磨粒磨損、塑形變形和熱機(jī)械疲勞三種。經(jīng)研究表明，其中磨粒磨損和塑性變形是導(dǎo)致溫?zé)釘D壓模具在服役環(huán)境中失效的主要原因。

目前，對(duì)于如何提高溫?zé)釘D壓模具的壽命，研究人員提出了很多方法，如改進(jìn)成形工藝、優(yōu)化模具結(jié)構(gòu)、選用先進(jìn)的高溫模具材料、以及對(duì)模具進(jìn)行表面強(qiáng)化處理等，雖然在某些條件下達(dá)到了一定的效果，但還是具有不足之處，其主要體現(xiàn)在：(1)模具型腔由于受到工件形狀與尺寸的限制，難以大幅度的對(duì)模具型腔尺寸和模具結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化處理；(2)由于模具不同區(qū)域坯料和模具表面的作用力不一樣導(dǎo)致模具不同位置磨損不均勻，局部區(qū)域磨損嚴(yán)重，模腔形狀尺寸優(yōu)化區(qū)域在磨損過程中得不到長久保持而導(dǎo)致優(yōu)化失效；(3)大體積采用高溫材料，不能合理利用材料而造成模具材料的浪費(fèi)，難以發(fā)揮材料的性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的在于提供一種多區(qū)域異質(zhì)材料復(fù)合結(jié)構(gòu)溫?zé)釘D壓模及其制備方法，旨在提高模具的綜合性能和使用壽命，并合理利用材料。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種多區(qū)域異質(zhì)材料復(fù)合結(jié)構(gòu)溫?zé)釘D壓模，在模具軸向的方向上，將模具分為截面積不變區(qū)域和截面積減小圓角過渡處區(qū)域，其中，

所述截面積不變區(qū)域和截面積減小圓角過渡處區(qū)域均為合金粉末通過增材制造技術(shù)制備而成；

所述截面積不變區(qū)域用熱作模具鋼粉末通過增材制造技術(shù)制成；

所述截面積減小圓角過渡區(qū)域采用碳化鎢或碳化鉻和自熔性合金粉末混合制備的復(fù)合材料粉末制成。

優(yōu)選地，當(dāng)截面積減小圓角過渡處區(qū)域設(shè)置有多個(gè)區(qū)域時(shí)，尺寸較小區(qū)域的復(fù)合材料粉末其高溫下耐磨性能優(yōu)于或等于尺寸較大區(qū)域的復(fù)合材料粉末。

優(yōu)選地，當(dāng)截面積減小圓角過渡處區(qū)域分為第一截面積減小圓角過渡處區(qū)域和第二截面積減小圓角過渡處區(qū)域時(shí)，

第一截面積減小圓角過渡處區(qū)域采用碳化鎢或碳化鉻和鐵基自熔性合金粉末混合制備的復(fù)合材料粉末制成；

第二截面積減小圓角過渡處區(qū)域采用碳化鎢或碳化鉻和鎳基自熔性合金粉末混合制備的復(fù)合材料粉末制成。

優(yōu)選地，當(dāng)截面積減小圓角過渡處區(qū)域分為第一截面積減小圓角過渡處區(qū)域、第二截面積減小圓角過渡處區(qū)域和第三截面積減小圓角過渡處區(qū)域時(shí)，